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      <title>HashMap底层实现 - 学习卡片</title>
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        <h1>HashMap底层实现 - 学习卡片</h1>
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          <div class="card-category">数据结构</div>
          <div class="card-question">Java 1.8 之后，HashMap 的底层数据结构是什么？它如何处理哈希冲突？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">数据结构</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">HashMap 的底层数据结构是数组和链表，在特定条件下链表会转换为红黑树。当多个键的哈希值映射到同一个数组位置（桶）时，这些元素会被存储在链表中。如果链表长度超过阈值（默认为8），它将被转换为红黑树以提高查询效率。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 1. 数据结构</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">HashMap 的扩容机制是如何触发的？扩容过程中会发生什么？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">当 HashMap 中的元素数量超过“负载因子与当前容量的乘积”时，会触发扩容。扩容时，HashMap 会创建一个容量为原容量两倍的新数组，然后将所有旧的键值对重新计算哈希值，并迁移到新数组的对应桶中。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 4. 扩容机制</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">性能</div>
          <div class="card-question">在 Java 1.8 及以后版本中，HashMap 的插入、查找和删除操作的平均和最坏情况下的时间复杂度分别是多少？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">性能</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">在平均情况下，插入、查找和删除操作的时间复杂度是 O(1)。在最坏情况下（例如，所有元素都哈希到同一个桶中），由于长链表会转换为红黑树，时间复杂度会从 O(n) 优化到 O(log n)。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 5. 性能</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">特性</div>
          <div class="card-question">HashMap 是线程安全的吗？如果不是，在多线程环境中应该使用哪种替代方案？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">特性</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">HashMap 不是线程安全的。在多线程环境中对 HashMap 进行修改可能导致数据不一致。对于需要线程安全的哈希表实现，推荐使用 ConcurrentHashMap。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 6. 线程安全</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">配置</div>
          <div class="card-question">影响 HashMap 性能的两个主要参数是什么？它们的默认值分别是多少？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">配置</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">影响 HashMap 性能的两个主要参数是初始容量（Initial Capacity）和负载因子（Load Factor）。默认的初始容量是16，默认的负载因子是0.75。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 7. 负载因子和初始容量</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">在 Java 1.8 中，HashMap 是如何通过“扰动函数”来减少哈希冲突的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">在 Java 1.8 中，为了减少哈希冲突，HashMap 会对键的 hashCode() 返回值进行扰动处理。具体做法是将哈希码的高位与低位进行异或操作，这样可以让哈希值分布得更均匀，从而降低冲突的可能性。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 2. 哈希算法</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">描述 HashMap 的 `put(key, value)` 操作的基本流程。</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">当调用 `put` 方法时，首先计算键的哈希值以确定其在数组中的桶位置。如果桶为空，则直接插入。如果桶中已有元素，则遍历链表或红黑树，检查键是否已存在。如果存在，则更新对应的值；如果不存在，则将新的键值对添加到链表末尾或插入红黑树中。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 3. 基本操作</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">数据结构</div>
          <div class="card-question">在 JDK 1.7 和 JDK 1.8 中，HashMap 的底层实现有何主要区别？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">数据结构</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">主要区别在于处理哈希冲突的方式。在 JDK 1.7 中，底层实现是“数组+链表”。而在 JDK 1.8 中，底层实现是“数组+链表+红黑树”，当链表长度超过一定阈值（默认为8）时，链表会转换为红黑树以优化查询性能。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 9.源码分析</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">如何遍历一个 HashMap 中的所有键、所有值或所有键值对？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">可以通过以下三种方法遍历：使用 `keySet()` 方法返回所有键的 Set；使用 `values()` 方法返回所有值的 Collection；使用 `entrySet()` 方法返回所有键值对的 Set。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 8. 迭代器</div>
        </div>
      </div>
    </div>

      </div>
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